Elektrochemische Energiewandler und -speicher
Wiley-VCH (Verlag)
978-3-527-33430-8 (ISBN)
Lese- und Medienproben
Relevanter denn je - das Lehrbuch vom Erfolgsautor Rudolf Holze zum Top-Thema Energie
Die intensive Nutzung vor allem elektrischer Energie zeichnet hochentwickelte, technisch fortgeschrittene Gesellschaften aus. Angesichts knapper werdender Öl- und Gasvorräte und der Umwelt- und Sicherheitsprobleme von Kohle- und Kernkraftwerken spielen alternative Methoden zur Energiewandlung und -speicherung eine zentrale Rolle in Forschung und Entwicklung. Dabei werden insbesondere Batterien und Brennstoffzellen als nachhaltige und zuverlässige Energiequellen bereits heute in der Praxis intensiv genutzt und im akademischen und industriellen Umfeld dank ihres Wachstumspotentials eingehend erforscht und weiterentwickelt.
Zum Werk:
Nach einem Überblick über Prozesse und Anwendungen von elektrochemischer Wandlung und Speicherung gibt das Buch in didaktisch geschickter Weise eine Einführung in die Thermodynamik elektrochemischer Systeme und die Kinetik elektrochemischer Energiewandlungsprozesse.
Anschließend widmet es sich Elektroden und Elektrolyten sowie den experimentellen Methoden zur Charakterisierung elektrochemischer Energiewandler und -speicher.
Der zweite Teil des Buches befasst sich mit den konkreten Realisierungen wie Primär- und Sekundärsystemen, Brennstoffzellen, Redoxbatterien und Superkondensatoren mit ihren jeweiligen Anwendungen.
Zielgruppe:
Studenten der Chemie, Studenten der Physik, Master-Studenten der Materialwissenschaften, Master-Studenten der Ingenieurwissenschaften, Dozenten, Bibliotheken
Rudolf Holze ist Professor für Physikalische Chemie und Elektrochemie an der Technischen Universität Chemnitz. Nach seinem Studium der Chemie und Promotion in der Elektrochemie an der Universität Bonn hat er sich an der Universität Oldenburg habilitiert. Er hat mehr als 280 wissenschaftliche Veröffentlichungen und er ist Autor, Koautor und Herausgeber von mehr als zehn Büchern.
Yuping Wu ist Professor für Chemie an der Fudan Universität, Shanghai, China. Er hat Chemie an der Xiangtan Universität und an der China Institute of Atomic Energy studiert und am Chinese Academy of Science promoviert. Nach einem Postdoc-Aufenthalt an der Tsinghua-Universität in Peking, China, verbrachte er einen Forschungsaufenthalt an der Waseda-Universität, in Tokio, Japan. Außerdem war er Humboldt-Stipendiat an der Technischen Universität Chemnitz.
1 Prozesse und Anwendungen von elektrochemischer Wandlung und Speicherung
2 Electrochemische Prozesse und Systeme
2.1 Parasitische Reaktionen
2.2 Selbstentladung
2.3 Zelldegeneration
2.3.1 Alterung
3 Thermodynamik elektrochemischer Systeme
4 Kinetik elektrochemischer Energiewandlungsprozesse
4.1 Schritte in Elektrodenreaktionen und Überpotentiale
4.2 Transport
4.3 Ladungsdurchtritt
4.4 Überpotential
4.5 Diffusion
4.6 Weitere Überpotentiale
5 Elektroden und Elektrolyte
6 Experimentelle Methoden
6.1 Batterietester
6.2 Strom-Potentialmessungen
6.3 Lade/Entlade-Messungen
6.4 Batterieladung
6.5 Einfache und zyklische Voltammetrie
6.6 Impedanzmessungen
6.7 Galvanostatische Titration (GITT)
6.8 Potentiostatische Titration (PITT)
6.9 Elektrochemische Potentialsprungspektroskopie (SPECS)
6.10 Elektrochemische Quarzmikrowaage (EQCM)
6.11 Nicht-elektrochemische Methoden
6.11.1 Festkörper-Kernresonanzspektroskopie
6.11.2 Gasadsorptionsmessungen
6.11.3 Mikroskopien
6.11.4 Thermische Messungen
6.11.5 Modellierung
7 Primärsysteme
7.1 Wäßrige Systeme
7.1.1 Zink-Kohle-Batterie
7.1.2 Alkalische Zn//MnO2-Batterie
7.1.3 Zn//HgO-Batterie
7.1.4 Zn//AgO-Batterie
7.1.5 Cd//AgO-Batterie
7.1.6 Mg//MnO2-Batterie
7.2 Nichtwäßrige Systeme
7.2.1 Primäre Lithiumbatterien
7.2.2 Li//MnO2
7.2.3 Li//Bi2O3
7.2.4 Li//CuO
7.2.5 Li//V2O5, Li//Ag2V4O11, und Li//CSVO
7.2.6 Li//CuS
7.2.7 Li//FeS2
7.2.8 Li//CFx-Primärbatterie
7.2.9 Li//I2
7.2.10 Li//SO2
7.2.11 Li//SOCl2
7.2.12 Li//SO2Cl2
7.2.13 Li//Oxyhalid-Primärbatterie
7.3 Metall-Luft-Systeme
7.3.1 Wäßrige Metall-Luft-Batterien
7.3.2 Nichtwäßrige Metall-Luft-Batterien
7.4 Füllbatterien
7.4.1 Seewasser-aktivierte Batterien
7.4.2 Aktivierbare Hochleistungsbatterien
8 Sekundärsysteme
8.1 Wäßrige Systeme
8.1.1 Bleisäure
8.1.2 Bleigitter
8.1.3 Ni-basierte Sekundärbatterien
8.1.4 Wäßrige wiederaufladbare Lithium-Batterien
8.1.5 Wäßrige wiederaufladbare Natrium-Batterien
8.2 Nichtwäßrige Systeme
8.2.1 Lithium-Ionen-Batterien
8.2.2 Wiederaufladbare Li//S-Batterien
8.2.3 Wiederaufladbare Na//S-Batterien
8.2.4 Wiederaufladbare Li//Se-Batterien
8.2.5 Wiederaufladbare Mg-Batterien
8.3 Gel-Polymerelektrolyt-basierte Sekundärbatterien
8.3.1 Gel-Lithium-Ionen-Batterien
8.3.2 Gel-Elektrolyte für Natrium-Batterien
8.4 Festelektrolyt-basierte Sekundärbatterien
8.4.1 Lithium-Ionen-Feststoffbatterien
8.4.2 Wiederaufladbare Lithium-Feststoffbatterien
8.5 Wiederaufladbare Metall-Luft-Batterien
8.5.1 Wiederaufladbare Li//Luft-Batterien
8.5.2 Wiederaufladbare Na//Luft-Batterien
8.5.3 Wiederaufladbare Zn//Luft-Batterien
8.6 Hochtemperatursysteme
8.6.1 Natrium-Schwefel-Batterien
8.6.2 Natrium-Nickel-Batterien
8.6.3 Flüssigmetallakkumulatoren
9 Brennstoffzellen
9.1 Die Sauerstoffelektrode
9.2 Die Wasserstoffelektrode
9.3 Gemeinsamkeiten von Brennstoffzellen
9.4 Klassifizierung von Brennstoffzellen
9.4.1 Niedertemperaturbrennstoffzellen
9.4.2 Alkalische Brennstoffzellen
9.4.3 Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs)
9.4.4 Alkoholdirektbrennstoffzellen
9.4.5 Bioelektrochemische Brennstoffzellen
9.4.6 Mitteltemperaturbrennstoffzellen
9.4.7 Phosphorsäurebrennstoffzellen (PAFC)
9.4.8 Schmelzkarbonatbrennstoffzellen (MCFC)
9.4.9 Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC)
9.5 Anwendungen von Brennstoffzellen
9.6 Brennstoffzellen in Energiespeichersystemen
10 Redoxbatterien
10.1 Das Eisen/Chrom-System
10.2 Das Eisen/Vanadium-System
10.3 Das Eisen/Cadmium-System
10.4 Das Brom/Polysulfid-System
10.5 Das All-Vanadium-System
10.6 Das Vanadium/Brom-System
10.7 Actinid-RFB
10.8 All-organische RFB
10.9 Nichtwäßrige RFB
10.10 Hybride Systeme
10.11 Das Zink/Cer-System
10.12 Das Zink/Brom-System
10.13 Zink/organische Systeme
10.14 Cadmium/organische Systeme
10.15 Das Blei/Bleidioxid-System
10.16 Das Cadmium/Bleidioxid-System
10.17 Das All-Kupfer-System
10.18 Das Zink/Nickel-System
10.19 Das Lithium/LiFePO4-System
10.20 Vanadium-Festsalz-Batterien
10.21 Vanadium-Sauerstoff-Systeme
10.22 Elektrochemische Flußkondensatoren
10.23 Status und Perspektiven
11 Superkondensatoren
11.1 Klassifizierung von Superkondensatoren
11.2 Elektrische Doppelschichtkondensatoren
11.2.1 Elektrolyte für EDLCs
11.2.2 Elektrodenmaterialien für EDLCs
11.2.3 Elektrochemisches Verhalten von EDLCs
11.3 Pseudokondensatoren
11.3.1 RuO2
11.3.2 MnO2
11.3.3 Intrinsisch leitfähige Polymers
11.3.4 Redoxsysteme
11.3.5 Elektrochemisches Verhalten von Pseudokondensatoren
11.4 Hybride Kondensatoren
11.4.1 Negative Elektrodenmaterialien
11.4.2 Positive Elektrodenmaterialien
11.4.3 Elektrochemisches Verhalten von hybriden Kondensatoren
11.5 Vermessung von Superkondensatoren
11.6 Kommerziell erhältliche Superkondensatoren
11.7 Anwendung von Superkondenstoren
11.7.1 Unterbrechungsfreie Stromversorgung
11.7.2 Fahrzeuge
11.7.3 Intelligente Netze
11.7.4 Militärausrüstung
11.7.5 Weitere zivile Anwendungen
| Erscheinungsdatum | 04.06.2020 |
|---|---|
| Zusatzinfo | Illustrationen |
| Verlagsort | Weinheim |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 170 x 244 mm |
| Gewicht | 878 g |
| Einbandart | kartoniert |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie ► Physikalische Chemie |
| Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik | |
| Technik ► Maschinenbau | |
| Schlagworte | Batterie • Batterien u. Brennstoffzellen • Brennstoffzelle • Chemie • Elektrochemie • Elektrotechnik u. Elektronik • Energie • Energiespeicherung • Energietechnik • Energieumwandlung • Leistungselektronik • Nachhaltige u. Grüne Chemie • Nanomaterialien • Nanotechnologie • Wasserstoff, Batterien u. Brennstoffzellen |
| ISBN-10 | 3-527-33430-0 / 3527334300 |
| ISBN-13 | 978-3-527-33430-8 / 9783527334308 |
| Zustand | Neuware |
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